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帶你了解風機葉片的前世今生

2017-10-04 14:25:13 中復連眾微平臺　點擊量：評論 (0)

風機葉片產生的由來：一場10級大風可以拔起樹木，摧毀建筑物；一場12級颶風可以讓波浪滔天。風，也許是世界上最無形又最具潛能的力量；是地球上取之不盡的能源。它蘊量巨大，比地球上可開發利用的水能總量

風機葉片產生的由來：一場10級大風可以拔起樹木，摧毀建筑物；一場12級颶風可以讓波浪滔天。風，也許是世界上最無形又最具潛能的力量；是地球上取之不盡的能源。它蘊量巨大，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。

　　很早以前，人們就利用風車來抽水、磨面。在今天，風電作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，不管是在荒無人煙的草原、戈壁，還是環境惡劣的島嶼、海面，都能看到白色的風力發電機擎天而立，迎風飛旋。

　　風機葉片的發展歷程

　　1986年

　　第一座風電場——馬蘭風力發電場在山東榮成并網發電，共安裝3臺55千瓦進口風電機組，成為了我國風電史上的里程碑。

　　2005年

　　隨著《可再生能源法》等一系列鼓勵政策的頒布，我國的風電行業逐步進入快速發展的階段。

　　2006年4月16日

　　國內首只國產單機功率最大、國產單片最長，也是首只通過德國船級社設計認證的國產1.5兆瓦風機葉片在中國建材集團連云港葉片工廠成功下線，標志著中國進入了兆瓦級風機葉片的新紀元。

　　風機葉片的深層解讀

　　1、風力發電原理

　　利用風力帶動風輪葉片旋轉，再透過增速機將提升旋轉速度，帶動發電機發電。依據目前的風機技術，大約三級風的程度便可以開始發電。從零部件價值量的角度來看，風輪葉片是價值量最大部件之一，造價約占整個設備的20%。國內具有風機葉片規模生產能力的公司主要有：中國建材集團所屬中復連眾和中材科技、時代新材及重通集團等；國際知名的葉片制造商主要為：丹麥艾爾姆(LM)公司、維斯塔斯(Vestas)公司、西班牙歌美颯(Gamesa)公司和印度蘇司蘭(Suzlon)公司等。

　　2、風機葉片的生產工藝

　　風機葉片是風力發電系統的關鍵部件，它直接影響著整個系統的性能、可靠性和銷售成本，通常使用玻璃鋼或碳纖維為主體材料制成，主要有兩種生產工藝：

　　手糊成型工藝：產品質量對工人的操作熟練程度及環境條件依賴性較大，生產效率低，勞動強度大，勞動衛生條件差，產品質量均勻性波動性較大。

　　真空灌注成型工藝：由于整個工裝系統是密閉的，在真空灌注成型中有機揮發物（VOC）非常少，改善了勞動條件，減少了操作者與有害物質的接觸，充分滿足了人們對環保的要求，改善工作環境，工藝操作簡單。

　　從制品性能上來說，真空灌注成型工藝可充分消除氣泡，降低制品空隙率，有效地控制產品的含膠量，生產受人為因素少，產品的質量穩定性高，重現性能好，制品的外觀質量好，相同材料強度高，相對于手糊成型拉伸強度提高20%以上。

　　表1：小知識

　　3、中國風機葉片研發和制造的引領者

　　2016年全球風電新增裝機容量超過54GW，中國繼續大幅領先風電新增裝機和累計裝機量，連續5年名列全球第一。預測顯示，2017年全球風電年新增裝機有望達到60GW，且增長主要由亞洲國家引領。

　　■ 市場占有率。兩材重組后，中國建材集團所屬中復連眾、中材科技風機葉片總產能達到16GW，產品批量出口美國、加拿大、印度、韓國等近40個國家和地區，2016年風機葉片整體裝機量占中國市場份額的35.5%，占全球市場份額的15.2%，位居世界第一。

　　■ 生產基地。根據國家風電產業發展規劃，結合戰略業務發展目標，中國建材集團在全球建有15個葉片生產基地，涉及北京、上海、河北、遼寧、吉林、內蒙古、甘肅、新疆、江西、貴州、云南和江蘇等12個省和直轄市。生產基地圍繞風能優勢區域建設，不僅接近風能市場減少了龐大的運輸開支，而且保證了產品的地域供應，規模優勢明顯。

　　中國建材連云港葉片生產基地

　　■ 葉型數量。目前中國建材集團擁有17個系列150余款葉片產品，中復連眾有1.25-6.0MW共十個系列九十余款產品，中材科技有1.0-6.7 MW共十三個系列六十余款產品，兩家企業在海上葉片和低風速葉片設計研發方面均走在了行業前列。2014年10月，亞洲功率及掃風面積最大的Sinoma77.7-6.0MW碳纖維海上風機葉片研發成功，并于2015年3月成功掛機，開啟了國內在大葉片上制造應用的先河。

　　■ 創新體系。建有國家級企業技術中心、國家級博士后科研工作站、江蘇省海上風機葉片設計與制造技術重點實驗室、江蘇省樹脂基復合材料工程技術研究中心和通過CNAS認可的檢測中心等研發平臺，先后榮獲“江蘇省企業技術創新獎”、“國家技術創新示范企業”和“國家知識產權優勢企業”等稱號。2006年12月30日，國家商務部批準設立全資子公司SINOI，收購NOI的有效資產,此舉為企業實現快速擴張產能、降低生產成本、增加企業競爭力，具有非常關鍵的作用。

　　■ 研發能力。先后承擔了近二十項國家重大科技計劃項目，突破了兆瓦級風機葉片原材料國產化、碳纖維葉片設計與制造、7MW級風機葉片產業化等關鍵技術，實現了多個型號的海上風機葉片、碳纖維風機葉片和低風速風機葉片產業化，創造了多項全國之最。2009年自主研發的我國首款海上葉片（44米3.0MW）與亞洲第一個海上項目——東海大橋項目成功配套，2011年自主研發的我國首臺單機功率最大葉片（62米6.0MW型）與華銳風電研發的中國首臺6.0MW風力發電機組在江蘇臨港產業區順利對接、吊裝。

　　亞洲第一個海上項目——東海大橋項目

　　■ 知識產權。共獲得授權專利142件，其中發明專利49件，主持、參與了多項國際標準、國家標準和行業標準的制定工作。中材科技“聚合物基復合材料液體成型技術及其應用研究”獲得國家科學技術進步二等獎，參與的“863項目——國產化碳纖維液體成型關鍵技術研究”取得多項成果，申請專利14項、獲得授權2項，發表科研論文30篇。

　　國家科技進步二等獎

　　4、海上風電將成為風電行業新的增長點

　　《風電發展“十三五”規劃》提出，到2020年底，風電累計并網裝機容量確保達到2.1億千瓦以上，其中海上風電并網裝機容量達到500萬千瓦以上；風電年發電確保達到4200億千瓦時，約占全國總發電量的6%。據統計，截至2016年，我國海上風電累計裝機容量達到163萬千瓦，居全球第三位。隨著全球發展可再生能源的共識不斷增強，海上風電在未來能源電力系統中將發揮更加重要的作用！

　　海上及潮間帶風電機組所處的環境與陸地條件截然不同，在設計和建設海上風場過程中，需要考慮海上惡劣自然條件和環境條件的影響，如鹽霧腐蝕、海浪載荷、海冰沖撞、臺風破壞等制約因素。可以說，海上葉片技術含量更高，是高端制造的體現，掌握了海上葉片的制造技術，可以實現海上陸地葉片的整體提升。今年年初，基于海上風機葉片研發和制造優勢，中國建材集團與國內著名風電整機廠商強強聯合，共同出資建立合資經營公司——中復連眾（上海）風電科技有限公司，致力于發展大型海上風機葉片的開發、制造和維修業務。

　　表2：現有海上風機葉片葉型